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[IntelligentThings]仿昆虫的机器人可在水中跳跃

2015-07-31 John IntelligentThings

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(图片来源于:首尔国立大学

水黾和使用水的表面张力进行跳跃的机器人在一起)


自从圣经时代,人们就开始着迷于在水中行走。现在研究人员已经设计了一个机器人可以在水上跳跃。


在科学杂志上发表的一项研究称,首尔大学和哈佛大学研究人员设计了一个昆虫大小的机器人,可以模仿水黾的方式,也被叫作“耶稣昆虫”,可以在水面上进行跳跃。


团队从当地的一个池塘收集了水黾,用高速摄像头记录下水黾在实验室里的桶中水面跳跃的方式。他们注意到昆虫不是简单的在水中下推式,而是逐渐的加速他们的腿这样可以不破坏水的表面张力。水黾也可以在每次跳跃之前,向内部下摆他们的腿,来增加他们接触表面的时间,这样可以增加他们每次的推力。


使用这些原理,研究人员开发了一种超轻的机器人,身体只有2厘米长,灵感来源于折纸。他的5厘米长的腿,弯曲的像一个真实的水黾,并且外面包裹着防水材料。一个跳蚤式的跳跃系统,使用转矩逆转弹射器,从水面让机器人弹跳到14.2厘米的高空,和水黾一样。此时,水黾机器人只能跳跃一次,但是不能垂直着陆。但是,它仍然是十分令人印象深刻的。


“观察大自然,从而提高机器人系统,是个很好的出发点。因为,他们已经通过数百万年,进化了他们的行为,”Je-sung Koh,该研究的联合领导作者说。

尽管Koh和他的团队,只是因为成功设计一个能在水上跳的机器人的动机,他说他们要设计开发一个机器人,不仅在水上,而且可以游泳,并且完成各种复杂任务。未来的水黾机器人可能在集群用于河流和海洋的环境监测,灾区的搜寻和营救,甚至军事侦察,他说。然而,其他的技术也需要小型化和轻量化,那么机器人的体重可以仍然被水的表面张力所支持。


第一个可以能够在水上跳跃的机器人,是由中国的哈尔滨科技大学的工程师于2012年研发的。然而,不像新的微小的水黾机器人,老的机器人有6英寸长,并且有1000倍的重量。老的机器人也有一个不同的设计。它使用了一个6划桨一样的足,由防水的泡沫镍制造,可以平衡并且在水面浮动,有14厘米高和14英寸长。


尽管当时很多文章把它和水黾相比,期望的机制更像蛇怪蜥蜴,它不用使用表面张力,而是通过水的压力,通过它的脚压水,从而使它运动。


Koh的水黾机器人是第一个使用表面张力,像真正的水黾一样进行弹跳的。简单的机器人设计,也使它的相对较低的。


“这个是对于我来说是一个惊人的研究经历,”Koh说,“我们可以创造我们在这个世界上可以想象的一切。”


[ 文章来源于:popsci.com

编译:IntelligentThings ]


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